Thiết kế chế tạo robot thám hiểm và lấy mẫu môi trường

Robot thám hiểm là thuật ngữ đã tồn tại trên thế giới đặc biệt là các nước phát triển Robot có thể vượt tất cả các dạng địa hình chẳng hạn như cát địa hình gồ gề phức tạp Nhưng chỉ đơn thuần là vượt địa hình để quan sát hoặc do thám là chưa đủ Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường đang là vấn đề nghiêm trọng và cấp bách đối với xã hội chúng ta Để lấy mẫu từ các vùng bị ô nhiễm mà con người không thể đặt chân vào được chúng em đã nghiên cứu và chế tạo ra Robot thám hiểm và lấy mẫu môi trường nhằm phục vụ cho quá trình phân tích về mức độ ô nhiễm cho các nhà nghiên cứu Robot với kết cấu tay trèo làm bằng xích và cao su nó có thể di chuyển bất cứ địa hình từ gồ gề đến bằng phẳng hoặc bậc thang Vỏ bọc bằng nhôm để chống hư hỏng cho các bộ truyền bên trong Robot sử dụng các board mạch Arduino nên việc điều khiển và bố trí mạch trở nên đơn giản hơn hơn nữa còn có các ống lấy mẫu từ thể rắn lỏng khí một cách đơn giản hơn Kết quả đạt được rất khả quan khi mà robot di chuyển linh hoạt và lấy mẫu rất chính xác

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT THÁM HIỂM VÀ LẤY MẪU MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN QUANG ĐẶNG HỮU QUỐC Số thẻ sinh viên : 101120363 101120365 Lớp: 12CDT2 Đà Nẵng, 2017 TÓM TẮT Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT THÁM HIỂM VÀ LẤY MẪU MÔI TRƯỜNG Sinh viên thực hiện: Mã số sinh viên: Lớp: Lê Văn Quang 101120363 12CDT2 Đặng Hữu Quốc 101120365 12CDT2 Nội dung: Robot thám hiểm thuật ngữ tồn giới, đặc biệt nước phát triển Robot vượt tất dạng địa hình chẳng hạn như: cát, địa hình gồ gề, phức tạp Nhưng đơn vượt địa hình để quan sát thám chưa đủ Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề nghiêm trọng cấp bách xã hội Để lấy mẫu từ vùng bị ô nhiễm mà người đặt chân vào được, chúng em nghiên cứu chế tạo “Robot thám hiểm lấy mẫu mơi trường” nhằm phục vụ cho q trình phân tích mức độ nhiễm cho nhà nghiên cứu Robot với kết cấu tay trèo làm xích cao su, di chuyển địa hình từ gồ gề đến phẳng, bậc thang Vỏ bọc nhôm để chống hư hỏng cho truyền bên Robot sử dụng board mạch Arduino nên việc điều khiển bố trí mạch trở nên đơn giản hơn, cịn có ống lấy mẫu từ thể rắn, lỏng, khí cách đơn giản Kết đạt khả quan mà robot di chuyển linh hoạt lấy mẫu xác Máy gồm phận: • Bộ phận lấy mẫu • Bộ phận thám • Bộ phận điều khiển i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Lê Văn Quang 101120363 12CDT2 Kỹ thuật Cơ điện tử Đặng Hữu Quốc 101120365 12CDT2 Kỹ thuật Cơ điện tử Tên đề tài đồ án: ROBOT THÁM HIỂM VÀ LẤY MẪU MÔI TRƯỜNG Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Văn Quang Đặng Hữu Quốc Tìm hiểu, nghiên cứu sản phẩm tương tự thực tế Tìm kiếm tài liệu tham khảo, nghiên cứu nguyên lý điều khiển để viết chương trình điều khiển b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Văn Quang Tính tốn vận tốc, tỉ số truyền, chọn động thiết kế truyền Đặng Hữu Quốc Tính tốn tốn động học thuận, nghịch, kiểm nghiệm độ bền truyền Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Văn Quang Đặng Hữu Quốc Tìm hiểu phần mềm thiết kế vẽ, việc thiết lập cài đặt lệnh thiết kế b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Văn Quang Lưu đồ thuật toán, mạch điện điều khiển, sơ đồ khối Đặng Hữu Quốc Bản vẽ cấu tạo, vẽ chi tiết ii Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: PGS TS Trần Xuân Tùy Duyệt ý tưởng, kiểm tra tiến độ sửa chửa thiếu sót Hướng dẫn trình bày thuyết minh đồ án vẽ Giới thiệu số tài liệu tham khảo Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: 15 /02 /2017 18 /05 /2017 Đà Nẵng, ngày tháng năm 201 Người hướng dẫn Trưởng Bộ môn …………………… iii LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ đời sống người ngày cải thiện nâng cao Những ứng dụng công nghệ không áp dụng vào cơng nghiệp mà cịn đời sống ngày người Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật mơi trường sinh sống người ngày ô nhiễm bị đe dọa Có nơi cần vào lấy mẫu để kiểm tra ô nhiễm người khơng thể trực tiếp vào phải cần có robot lấy mẫu để phục vụ cho trình nghiên cứu Hiện nay, giới có nhiều robot thám lấy mẫu mơi trường Là sinh viên kỹ thuật nói chung ngành kỹ thuật điện tử nói riêng, việc nắm bắt công nghệ ứng dụng chúng vào đời sống vô quan trọng để theo kịp công nghệ Xuất phát từ thực tế trình tìm hiểu chúng em bắt đầu trình tìm hiểu lên phương án thiết kế đề tài: “ Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường” hướng dẫn thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Xuân Tùy thầy cô khoa giúp em thời gian qua Trong trình thiết kế thi cơng, kiến thức kinh nghiệm cịn non kém, thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi sai sót mong q thầy bạn bỏ qua Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Lê Văn Quang – Đặng Hữu Quốc iv CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan chấp hành quy định liêm học thuật, thực nghiêm túc đạo đức trình nghiên cứu thực đồ án Sản phẩm kết nghiên cứu, tìm hiểu áp dụng tất kiến thức biết nhóm để thực Thơng tin từ tài liệu sử dụng trích dẫn cách xác, đảm bảo quyền sở hữu trí tuệ tác giả Nếu vi phạm chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Sinh viên thực Lê Văn Quang – Đặng Hữu Quốc v MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU iv CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT THÁM HIỂM VÀ LẤY MẪU MÔI TRƯỜNG 1.1 Lịch sử phát triển robot 1.2 Các loại chuyển động robot 1.2.1 Chuyển động chân 1.2.2 Chuyển động xích 1.2.3 Di chuyển bánh xe .10 1.3 Các ứng dụng robot 11 1.3.1 Ứng dụng lĩnh vực sản xuất khí 11 1.3.2 Ứng dụng lĩnh vực gia công lắp ráp 11 1.3.3 Ứng dụng lĩnh vực y học, quân sự, khảo sát địa chất 12 1.4 Giới thiệu robot thám hiểm lấy mẫu môi trường 12 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ CỦA ROBOT 15 2.1 Phân tích phương án thiết kế 15 2.1.1 Phân tích .15 2.1.2 Vấn đề điều khiển phương tiện dùng xích 16 2.1.3 Các kết cấu mắt xích 17 2.1.4 Cách bố trí xích 17 2.1.5 Hệ thống căng xích 19 2.1.6 Các kết cấu robot dùng xích 22 2.2 Phương án thiết kế 27 2.2.1 Ý tưởng chung .27 vi 2.2.2 Chọn cấu truyền động cho tay trèo .27 2.3 Thiết kế cấu lấy mẫu 27 2.3.1 Phân tích nhiệm vụ robot 28 CHƯƠNG 3:TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ CÁC BỘ TRUYỀN, BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC 31 3.1 Tính chọn động truyền robot thám 31 3.1.2 Tính chọn truyền xích .33 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT 44 4.1 Các vi điều khiển dùng robot 44 4.1.1 Vi điều khiển AVR 44 4.1.2 Vi điều khiển PIC 44 4.1.3 Vi điều khiển Intel .45 4.2 Truyền thông giao tiếp 45 4.3.1 Yêu cầu điều khiển 47 4.3.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 48 4.4 Thiết kế hệ thống 48 4.4.1 Thiết kế mạch hệ thống điều khiển 48 5.4.2.Nghiên cứu khả sử dụng sạc lượng mặt trời để sạc điện cho acquy 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1 Robot Curiosity .3 Hình 1.3: Robot leo cầu thang Hình 1.4: Robot quân TALON quân đội Mỹ Hình 1.5 Robot hỗ trợ phẫu thuật .6 Hình 1.6: Robot di chuyển chân Hình 1.7: Robot chạy xích 10 Hình 1.8: Robot di chuyển bánh 10 Hình 1.9: Robot hàn 11 Hình 1.10: Hệ thống FMS 11 Hình 1.11: Robot lắp ráp Kuka 12 Hình 1.12: Robot quân 12 Hình 1.13: Robot cứu hỏa 12 Hình 1.14: Robot thám 13 Hình 1.15: Robot Testudo 13 Hình 2.1: Các hình dạng xích thay đổi để cải thiện tính linh động cứng vững 18 Hình 2.2: Hệ thống xích thay đổi 19 Hình 2.3: Các bánh lăn .20 Hình 2.4: Căng xích dùng cần lắc cân 20 Hình 2.5: Căng đai dùng lị xo xoắn 21 Hình 2.6: Căng đai dùng lị xo cuộn 21 Hình 2.7: Căng đai dùng lăn kép .22 Hình 2.8: Robot kiểu xích, bánh trước điều khiển dùng cấu Ackerman 22 Hình 2.9: Robot kiểu xích .23 Hình 2.10: Kiểu thiết kế xích bánh rộng .24 Hình 2.11: Kiểu thiết kế xích với tay trèo 24 Hình 2.12: Kiểu thiết kế xích với tay trèo 25 Hình 2.13: Kiểu thiết kế bánh xích 25 Hình 2.14: Cơ cấu tọa độ đề-các .26 Hình 2.15: Cơ cấu tọa độ trụ 26 Hình 2.16: Cơ cấu tọa độ cầu 27 Hình 2.17 Khả chuyển động robot di chuyển bánh xích 27 Hình 2.18: Trục nâng 27 Hình 2.19: Thiết kế cấu lấy mẫu inventor 30 viii Hình 3.1: Robot thiết kế phần mềm Inventor 31 Hình 3.2: Sơ đồ phân tích lực robot lên dốc nghiêng 30 .32 Hình 3.3: Động MY1016Z3 33 Hình 3.4: Xích 40 33 Hình 3.5: Cơ cấu tay trèo 34 Hình 3.6: Đỡ xích thơng số kỹ thuật 35 Hình 3.7 : Ổ đỡ trục 17 thông số kỹ thuật 35 Hình 3.8: Cơ cấu lấy mẫu 36 Hình 3.9: xích 25 36 Hình 3.10: Động gạt nước 37 Hình 3.11: Động bước 37 Hình 3.13: Đặt hệ tọa độ lên khâu 38 Hình 3.14: Vùng làm việc Robot .41 Hình 3.15: Sự biến đổi hệ tọa độ cánh tay chuyển động 42 Hình 3.16: Biểu diễn O2 O0x0z0 42 Hình 4.1: Vi điều khiển ATmega32 44 Hình 4.2: Vi điều khiển PIC 44 Hình 4.3: Vi điều khiển Intel .45 Hình 4.4: Mạch điều khiển từ xa 46 Hình 4.5: Sơ đồ mạch robot 47 Hình 4.6: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển .48 Hình 4.7: Mạch nguồn LM2596 48 Hình 4.8 :Acquy 12V 12Ah 49 Hình 4.9 : Pin Lipo 49 Hình 4.10 Mạch Arduino Mega2560 50 Hình 4.11: Sơ đồ linh kiện 51 Hình 4.12: Mạch BTS7960 43A .52 Hình 4.13: mạch VNH2SP30 53 Hình 4.14 :Module TB6560 .53 Hình 4.15 : Sơ đồ nối chân với động Vi điều khiển .54 Hình 4.16: Module NRF24LO1 54 Hình 4.17: Sơ đồ nối chân NRF24 với Arduino 55 Hình 4.18: Camera 56 Hình 4.19: Mạch phát tín hiệu 56 Hình 4.20 :anten phát mạch thu RC 832 .57 ix Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường analogWrite(LPWM2,0); } } else if(a==3) { if(i>0) { i=i-2; analogWrite(RPWM1,0); analogWrite(LPWM1,i); analogWrite(RPWM2,0); analogWrite(LPWM2,i); } else if(i==0) { analogWrite(RPWM1,0); analogWrite(LPWM1,0); analogWrite(RPWM2,0); analogWrite(LPWM2,0); } } else if(a==4) { if(i>0) { i=i-2; analogWrite(RPWM1,i); analogWrite(LPWM1,0); analogWrite(RPWM2,i); analogWrite(LPWM2,0); } else if(i==0) { analogWrite(RPWM1,0); analogWrite(LPWM1,0); SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 66 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường analogWrite(RPWM2,0); analogWrite(LPWM2,0); } } else if((a==5)||(a==6)||(a==7)||(a==8)||(a==9)||(a==10)) { analogWrite(RPWM3,0); analogWrite(LPWM3,0); analogWrite(RPWM4,0); analogWrite(LPWM4,0); } Serial.print("dung"); Serial.print("\t"); Serial.println(i); delay(50); } if(msg[0]==18) { digitalWrite(INB,LOW); digitalWrite(INA,HIGH); analogWrite(PWM,50); delay(300); analogWrite(PWM,0); } else if(msg[0]==19) { digitalWrite(INA,LOW); digitalWrite(INB,HIGH); analogWrite(PWM,50); delay(300); analogWrite(PWM,0); } } b, Chương trình vali #include #include "nRF24L01.h" SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 67 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường #include "RF24.h" int cmd[1]; RF24 radio(9,53); const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL; int Forward = 31; int Left = 32; int Backward = 29; int Right = 30; int Lifter1 = 34; int Lifter2 = 33; int Light = 35; int Cameraleft = 25; int Cameraright = 23; int Cameraup = 24; int Cameradown = 22; int Pumpliquid = 26; int Pumppowder = 27; int Pot1 = A0 ; int Pot2 = A1 ; int Pot3 = A2 ; void setup(void) { Serial.begin(9600); radio.begin(); radio.openWritingPipe(pipe); pinMode(Forward, INPUT); pinMode(Backward, INPUT); pinMode(Left, INPUT); pinMode(Right, INPUT); pinMode(Lifter1, INPUT); pinMode(Lifter2, INPUT); pinMode(Cameraleft, INPUT); pinMode(Cameraright, INPUT); SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 68 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường pinMode(Cameraup, INPUT); pinMode(Cameradown, INPUT); pinMode(Pumpliquid, INPUT); pinMode(Pumppowder, INPUT); pinMode(Light, INPUT); pinMode(Pot1, INPUT); pinMode(Pot2, INPUT); pinMode(Pot3, INPUT); } void loop(void) { int Forwardstatus = digitalRead(Forward); int Backwardstatus = digitalRead(Backward); int Leftstatus = digitalRead(Left); int Rightstatus = digitalRead(Right); int Lifter1status = digitalRead(Lifter1); int Lifter2status = digitalRead(Lifter2); int Lightstatus = digitalRead(Light); int Camerarightstatus = digitalRead(Cameraright); int Cameraleftstatus = digitalRead(Cameraleft); int Cameraupstatus = digitalRead(Cameraup); int Cameradownstatus = digitalRead(Cameradown); int Pumppowderstatus = digitalRead(Pumppowder); int Pumpliquidstatus = digitalRead(Pumpliquid); int Pot1value = analogRead(Pot1); int Pot2value = analogRead(Pot2); int Pot3value = analogRead(Pot3); //Serial.println(Pot3value); if(Forwardstatus==HIGH) { if((Lifter1status==HIGH)&&(Lifter2status==LOW)) { SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 69 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường cmd[0] = 5; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else if((Lifter1status==LOW)&&(Lifter2status==HIGH)) { cmd[0] = 6; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else if((Lifter1status==HIGH)&&(Lifter2status==HIGH)) { cmd[0] = 7; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else { cmd[0] = 1; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } } else if(Backwardstatus==HIGH) { if((Lifter1status==HIGH)&&(Lifter2status==LOW)) { cmd[0] = 8; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else if((Lifter2status==HIGH)&&(Lifter1status==LOW)) { SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 70 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường cmd[0] = 9; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else if((Lifter2status==HIGH)&&(Lifter1status==HIGH)) { cmd[0] = 10; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else { cmd[0] = 2; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } } else if(Leftstatus==HIGH) { cmd[0] = 3; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else if(Rightstatus==HIGH) { cmd[0] = 4; radio.write(cmd, 1); Serial.println(cmd[0]); } else if(Lightstatus==HIGH) { cmd[0]=11; SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 71 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường radio.write(cmd, 1); // Serial.println(cmd[0]); } else if(Pumppowderstatus==HIGH) { cmd[0]=12; radio.write(cmd, 1); // Serial.println(cmd[0]); } else if(Pumpliquidstatus==HIGH) { cmd[0]=13; radio.write(cmd, 1); // Serial.println(cmd[0]); } else if((Pot2value==0)||(Pot2value==1)) { cmd[0] = 14; radio.write(cmd, 1); } else if(Pot2value>=720) { cmd[0] = 15; radio.write(cmd, 1); } else if((Pot3value==0)||(Pot3value==1)) { cmd[0] = 16; radio.write(cmd, 1); } else if(Pot3value>=720) { cmd[0] = 17; radio.write(cmd, 1); SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 72 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường } else if((Pot1value==0)||(Pot1value==1)) { cmd[0] = 18; radio.write(cmd, 1); } else if(Pot1value>=720) { cmd[0] = 19; radio.write(cmd, 1); } else if(Camerarightstatus==HIGH) { cmd[0] = 20; radio.write(cmd, 1); } else { cmd[0] = 0; radio.write(cmd, 1); // Serial.println(cmd[0]); } } // 1-tien;5-nang truoc;6-nang sau;7-nang ca // 2-lui;8-ha truoc;9-ha sau;10-ha ca //3-trai;4-phai //11-light;12-pump1;13-pump2;14-cameraleft;15-cameraright CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Q trình gia cơng lắp ghép SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 73 Robot thám hiểm lấy mẫu mơi trường Trong q trình chế tạo lắp ghép, nhóm vận vận dụng kiến thức liên quan đến ngành như: khoan, cắt hay lập trình chương trình để áp dụng vào q trình gia cơng, chế tạp máy Áp dụng kiến thức dung sai, lắp ghép, kiến thức điện lựa chọn vật liệu nhằm đảm bảo nhằm đảm bảo tính xác, phù hợp với đề tài đảm bảo an tồn q trình gia cơng hay sử dụng máy Hình 5.1: Robot hồn chỉnh phần khí điện tử 5.2 Các phận chi tiết 5.2.1 Bộ phận thám Bộ phận thám bao gồm: khung robot tay trèo, camera gắn lên thân robot a, Camera thám đèn Camera kết hợp đèn pha 12V Camera quay 360 nhờ chuyển động động servo Trên phận cịn có mạch phát camera SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 74 Robot thám hiểm lấy mẫu mơi trường Hình 5.2: Camera thám đèn Đèn camera gắn chung với Nên ta điều khiển servo đèn lẫn camera quay để thuận tiện cho việc quan sát đêm b, Tay trèo Bộ phận tay trèo thiết kế chắn phức tạp Trên phận tay trèo bao gồm: bánh xích, xích dài 1m, đỡ xích, phận tân xích, trục làm nhơm Hình 5.3: Bộ phận tay trèo sau lắp ráp Bộ phận tay trèo thiết kế vững Các dây xích bắt chặt với cao su để tạo diện tích tiếp xúc với bề mặt di chuyển Hai đỡ xích làm nhựa để giảm trọng lượng cho tay trèo Trục nối bánh xích làm nhơm Mục đích việc làm tăng vững cho trục độ thẩm mỹ robot SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 75 Robot thám hiểm lấy mẫu mơi trường Tấm cao su có kích thước 120x20x10 Bộ phận tân xích nhằm cân chỉnh xích để đề phịng xích bị trật hi di chuyển 5.2.2 Cơ cấu lấy mẫu a, Bộ phận chứa mẫu bơm hút Bộ phận chứa mẫu làm bình thủy tinh dày Trên nắp gắn với van khóa Van có tác dụng trước lấy mẫu khóa van lại để đề phịng khí độc bay ngồi Bình thủy tinh tích 70ml Các ống hút có đường kính ngồi 8mm, đường kính 5mm Bơm hút sử dụng bơm thủy lực loại nhỏ Nguồn cấp cho bơm 9VDC Hình 5.4: Bơm hút bình chứa b, Camera lấy mẫu đầu hút Đây phận quan trọng để người điều khiển dễ dàng điều khiển việc lấy mẫu không trực tiếp nhìn thấy robot Đầu hút làm nhựa in 3D, đầu hút có ống hút SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 76 Robot thám hiểm lấy mẫu mơi trường Hình 5.5: Đầu hút camera c, Động bước truyền xích cho khớp cuối Bộ phận tạo chuyển động cho khớp Bộ truyền xích có dùng tân xích để tránh bị trật xích ngồi Trên động bước cịn có gắn phận giảm tốc để giữ cho khớp khơng chuyển động khơng có điện kích vào động bước Hình 5.6: Động bước SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 77 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường 5.2.3 Bộ phận điều khiển Hình 5.7: Vali điều khiển Hệ thống điều khiển gói gọn “va li điều khiển”, chúng em thiết kế nhằm mục đích dễ điều khiển, mang nơi dễ dàng Hệ thống điều khiển từ xa sóng RF, truyền tín hiệu vịng 200m Trong bảng điều khiển bao gồm nút nhấn điều khiển động robot, piston làm cho tay trèo nâng hạ, động bước cho khớp cấu lấy mẫu, thu camera, thu sóng RF, hình để hiển thị hình ảnh từ robot điện thoại android để nhận hình ảnh từ camera cấu lấy mẫu Bộ thu tín hiệu camera nhận tín hiệu từ phát gửi cho hình ảnh sắc nét chuẩn để việc điều khiển trở nên dễ dàng cho người sử dụng Các nút nhấn điều khiển bơm hoạt động xác để lấy mẫu vừa đủ cho thể tích bình chứa, tránh trường hợp bị nghẽn Mạch điều khiển chúng em dùng board Arduino Mega, với kích thước nhỏ gọn, điều khiển dễ dàng, có đủ chân cần thiết để điều khiển Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển thu nhóm chúng em dùng pin Lipo, pin có ưu điểm sử dụng lâu, có nguồn chiều từ 5v-12v, nhằm phục vụ cho q trình ni dưỡng linh kiện có bảng điều khiển 5.3 Nhận xét q trình sử dụng • Ưu điểm: + Di chuyển linh hoạt, nhiều địa hình phức tạp là: bậc thang, gồ gề, nhấp nhô,… + Cơ cấu lấy mẫu hoạt động nhuẩn nhuyễn, lấy mẫu nhanh gọn xác SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 78 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường + Camera quan sát tổng thể camera cánh tay hoạt động phối hợp với đưa cho ta hình ảnh sống động sắc nét + Robot di chuyển ổn định, tay trèo nâng hạ nhịp nhàng • Nhược điểm: + Phạm vi hoạt động chưa xa mong muốn, sóng RF chập chờn nên việc xử lí tín hiệu đơi có bất trắc + Bộ truyền xích gây tiếng ồn chuyển động 5.4 Hướng phát triển robot thám lấy mẫu môi trường 5.4.2 Nghiên cứu khả sử dụng sạc lượng mặt trời để sạc điện cho acquy Năng lượng mà robot sử dụng cung cấp acquy có thơng số kỹ thuật 12V18Ah Với dung lượng acquy lên đến 18Ah đủ cung cấp lượng cho robot hoạt động liên tục vòng đồng hồ Như sau lần sử dụng ta phải đem acquy sạc lại điện cho lần chạy Đây hạn chế nhỏ việc sử dụng robot thực tế Hiện pin lượng mặt trời sử dụng phổ biến nhiều nơi đèn tín hiệu giao thơng, dùng phát điện sinh hoạt cho hộ gia đình Ý tưởng ta sử dụng pin lượng mặt trời gắn lên vỏ robot sạc điện cho acquy robot không hoạt động Nhờ ta giảm thời gian việc sạc acquy, việc sạc liên tục giúp cho acquy có thời gian sử dụng lâu tăng tuổi thọ acquy 5.4.2 Phát triển robot lĩnh vực qn Sau đất nước hồn tồn giải phóng, cịn nơi mà bom mìn bọn thực dân cài đất lãnh thổ Việt Nam, việc gỡ bỏ bom mìn thời chiến tranh vấn đề khó khăn Đây phát triển lý thú robot gắn thêm phận rà bom mìn Vỏ bọc robot nhơm nên chắn hữu ích dùng để rà bom mìn 5.4.3 Có thể phân tích mẫu robot Có thể nói lấy mẫu phịng nghiên cứu để phân tích có nhiều bất trắc xảy đưa phận phân tích mẫu lên robot sau robot lấy mẫu xong tự phân tích robot cần chờ kết hiển thị lên hình SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 79 Robot thám hiểm lấy mẫu môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp _ Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục 1999 [2] Robot Công Nghiệp_Phạm Đăng Phước [3] Lê Cung, Cơ sở Thiết kế máy, 2008 [4] http://arduino.vn/ SVTH: Lê Văn Quang, Đặng Hữu Quốc Hướn g dẫn: PGS TS Trần Xuân Tùy Trang 80 ... cứu thiết kế robot thám hiểm lấy mẫu môi trường nhằm mục đích hổ trợ cho nhà khoa học để lấy mẫu từ môi trường mà họ đặt chân vào Mục tiêu đề tài Chế tạo thành công robot, đưa vào thử nghiệm, lấy. .. tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ROBOT THÁM HIỂM VÀ LẤY MẪU MÔI TRƯỜNG Sinh viên thực hiện: Mã số sinh viên: Lớp: Lê Văn Quang 101120363 12CDT2 Đặng Hữu Quốc 101120365 12CDT2 Nội dung: Robot thám hiểm. .. kế, robot thiết kế với bậc tự do, tầm với robot 700mm, tải trọng 0,5 kg - Cánh tay đươc thiết kế phục vụ cho việc lấy mẫu robot, nhằm phục vụ cho công tác lấy mẫu môi trường, nơi nguy hiểm, ô nhiểm